冬天到了,又到了遛狗的時間。當(dāng)你的狗準(zhǔn)備提前換毛時,你會怎么做?你看那只毛茸茸的小猴子,一身雪白的毛,還帶著一個可愛的大眼睛,真是可愛極了!可是,它怎么會被凍得這么快呢?無毛的互換,悲傷,但你笑被凍成狗,狗笑你無毛猴。 問題是,為什么世界如此寒冷?何謂冷和熱? 宇宙中最冷的有多冷,最熱的有多熱?宇宙中的溫度到底是多少呢?這些都是宇宙科學(xué)家們一直想知道的。那么,宇宙中該怎樣測量它們的溫度呢?它又是怎么計算出來的呢?我們今天要手淫。 所有的物質(zhì)都是由粒子的,不管是桌子電腦還是你的身體還是我的身體。 粒子不停地振動,振動得越快,溫度就越高,物質(zhì)就越熱;振動得越慢,溫度就越低,物質(zhì)就越冷。 所以你應(yīng)該知道,冷和熱代表了物體中所有粒子的振動的動能,而我們可以通過溫度來測量。 你一定是突然想到的,如果粒子不振動,那么溫度是最低的,如果粒子振動,那么粒子不存在,那么溫度是最高的。 這是我們宇宙中最低和最高的溫度。 在宇宙空間里有許多這樣的低溫點(diǎn),其中最冷的地方位于太陽系邊緣附近。但是,在這些極寒冷的地區(qū)還有一種非常高的溫度存在——大約為1000攝氏度左右。 科學(xué)家們認(rèn)為,如果我們能把粒子的振動減慢到停止,那么這個時候的最低溫度就是負(fù)273.15度,或者說絕對零度。 然而,根據(jù)量子力學(xué),粒子的動量和位置不能同時確定,這意味著粒子的振動不能完全停止,所以這個宇宙中的絕對零度只能無限接近,但永遠(yuǎn)無法實現(xiàn)。 只要你學(xué)過高中物理,就應(yīng)該知道物理的概念,所以沒有什么好說的。 但是宇宙中最高的溫度是多少呢? 這恐怕也不是人人都能回答清楚的了! 宇宙中有最高的溫度嗎? 我想大多數(shù)人都不知道。 這些粒子是由大爆炸產(chǎn)生的,那是一個非常熱的時刻,當(dāng)溫度降低時,能量會凝聚成基本粒子,這些基本粒子后來形成原子和分子,然后塌縮成星系和恒星,形成了我們現(xiàn)在的宇宙。 因此,粒子振動得越厲害,溫度就越高,倒退到宇宙大爆炸的初始時刻。 但是我們現(xiàn)在還不可能知道宇宙大爆炸是如何開始和結(jié)束的,因為我們根本不能直接觀測到它。所以只能通過對粒子進(jìn)行一些測量來推測其未來的狀態(tài)。比如測輻射等等。 然后你要知道,一個粒子能達(dá)到的最高溫度,也就是宇宙大爆炸時的溫度,超出了這個范圍,進(jìn)入了量子引力,而我們還沒有一個完整的量子引力理論,所以在這個時候,現(xiàn)代物理學(xué)將會失敗,我們不知道會發(fā)生什么,我們當(dāng)然也不知道會有更高的溫度。 那么,這個最高溫度有多高呢? 隨著溫度的升高,物體會發(fā)光,光波長可以根據(jù)其溫度來計算。 宇宙最小的尺度是普朗克長度。如果一個物體以普朗克長度這樣的波長發(fā)光,它就不可能變得更小,更小,就會落入量子引力的領(lǐng)域。正如已經(jīng)說過的,現(xiàn)代物理學(xué)在這一點(diǎn)上是失敗的,我們無法知道會發(fā)生什么。 所以這一點(diǎn)的溫度是它能得到的最高溫度,普朗克普朗克溫度,宇宙大爆炸時的溫度。 而在宇宙膨脹之前,地球上的溫度只有幾百度呢?這個問題很容易被人忽略:在宇宙膨脹之前地球上的溫度應(yīng)該有多高?這是一個值得研究和探討的課題。 根據(jù)科學(xué)家的說法,溫度是142x10^32度,相當(dāng)于1.42億度。 |
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